液氯生产工艺选择

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1、液氯生产工艺选择【摘　要】简述液氯生产过程，介绍了氯气液化方式、输送方式、计量方式的选择以及生产过程中的注意事项。【关键词】氯气；液氯；液化；液位计；流量计；安全阀1　液化方式气体液化的条件有两条：①降温：把温度至少降低到一定的数值，即称为临界温度tc。②增压：在临界温度使气体液化所必须的最小压力称为该气体的临界压力Pc。氯气的临界温度tc=144℃，临界压力Pc=76.1大气压。也就是说，只要低于144℃，在某一温度下，必有一个对应的压力可以使氯气液化。由于氯的液化温度与氯压力成单值函数关系，因此在工业上采用

2、三种不同的氯气压力生产液氯。①高压法：氯压力在1.4~1.6MPa（表压），液化温度30~50℃。②中压法：氯压力在0.2~0.4MPa（表压），液化温度0~10℃。③低压法：氯压力在1.5MPa（表压）左右，液化温度-30℃左右。以上三种生产方法，以低压法操作最繁琐，能耗最高。随着氯气压力的升高，能耗也相应的减少，但同时对设备的要求也越高，安全隐患也越大。氯气压力越高氯气液化越容易，当氯气压力上升到1MPa以上时，用普通的冷却水就可以将氯气液化，也就不需要冷冻装置，因此高压法的节能效果自然就十分明显了。随着设

3、备能力的提高，将来氯碱企业采用高压法的会越来越多。但在冬季东北地区气温低，当环境温度达到－25℃时，氯气压力只要在0.15MPa（表压）以上就会在管路中液化，直至液体完全封住管路造成氯气无法在管路中流动，造成全系统停车。因此在中国北方的城市还不宜使用高压法和中压法生产液氯，而是采用低压法。1.1　氨-氯化钙盐水冷冻法我国以前采用的液氯生产工艺大部分为低压法(氨-氯化钙盐水冷冻法)。干燥氯气进入液化槽的氯冷凝器，与槽内-10℃~-25℃的氯化钙盐水进行间接换热后冷凝成气/液混合物进入分离器，液氯由底部出口管流出，

4、进入液氯储槽，没有冷凝下来的含氯尾气送下一工序。气氯冷凝的传热过程为：气氯将热量传给氯化钙水溶液，氯化钙水溶液再将热量传给液氨，液氨吸热蒸发气化以供给气氯液化时所需的冷量，氯化钙溶液则在氯冷凝器之间循环以传递冷量。液氨蒸发成气氨进集氨器，经压缩机、油冷却器，然后进入氨冷凝器冷凝成液氨，又经分配台节流分配到各液化槽作再次循环。1.2　氟利昂冷冻法近年来由于设备的改进，一些企业制造液氯的方法逐渐由低压法向中低压方向发展，生产综合能耗也随之明显下降。现在一般都采用氟利昂冷冻工艺替代氨-氯化钙盐水冷冻法生产液氯。其生产

5、流程分为两部分，一部分为氟利昂冷冻机组制冷过程，一部分为氯气液化过程。a）氟利昂冷冻机组制冷过程从氯气液化器出来的气态氟，进入螺杆压缩机组进行压缩，压缩后的高压氟利昂气体经油分离器进入氟冷凝器，冷凝后的液体氟利昂进入贮氟器，分离后的润滑油回入螺杆压缩机的曲轴箱。经压缩后的液体氟经贮氟器进入氯气液化器的管程，制冷剂氟利昂在系统中不停地循环，不停地制冷，不停地与氯气换热。b）氯气的液化过程氯气进入氯气液化器的壳程，管程中液态氟蒸发吸收氯气的热量，使氯气液化，液化后的液氯经气液分离器去液氯储槽，未液化的氯气送至其他工

6、序。1.3　两种冷冻法的比较氨-氯化钙盐水冷冻法需要二次换热，能量利用率低。使用盐水作为载冷剂，对设备及厂房腐蚀比较严重，为保证安全生产多种设备须定期更换。同时为增强换热效果，夏天冷却水不能重复利用，水耗量较大。同时制冷剂氨对环境污染较严重并且易燃易爆，对人体危害也较大。如果在盐水槽中，氨和氯同时泄漏会生成爆炸危险性非常大的三氯化氮，对安全生产形成非常大的隐患。其优点是：当发生意外，压缩机不能制冷时，因盐水有一定的冷量，可以保证氯气系统压力不会快速升高。氟利昂冷冻工艺，采用了对环境污染相对小一些制冷剂，同时没有

7、二次换热，降低了能耗，同时操作强度及操作人员数量大大降低。但此套液化工序应注意的一些问题：①因氟利昂无色无味，一旦泄漏很难发现，所以一定要保证氟利昂系统设备密封性能完好。尤其是贮氟器液位既要保证密封完好又要便于观察液位。②当过量液体制冷剂进入氯气液化器后，因氯气压力波动等原因造成没有足够的氯气与制冷剂换热，致使制冷剂不能汽化，降低了压缩机的工作能力。建议在氯气液化器安装液位指示装置，便于观察进入氯气液化器内的液体制冷剂的量。因制冷剂在氯气液化器中走管程，因此液位指示装置最好安装在液化器封头上。2　液氯输送方式2

8、.1　汽化加压输送方式液氯在汽化器内通过夹套热水加热，使液氯汽化产生1.0MPa的压力，将储槽内的液氯压送到包装岗位。三氯化氮产生于食盐水电解过程，因此氯气中会夹杂少量三氯化氮。由于三氯化氮和液氯的沸点不一，当液氯蒸发时，三氯化氮与氯的分离系数为6~10，故大部分三氯化氮存留在未蒸发的液氯残液中。随着蒸发过程的进行，液氯总量越来越少，而积累在其中的三氯化氮含量则越来越高。当三氯化氮在液